נגישות

גיליון 35 – מטבוליזם, ינו' 12

האם קלוריה היא קלוריה ? אנקדוטות בנושא צריכה וניצול אנרגיה, ד"ר דינה ראלט

ד"ר דינה ראלט, מדענית השמנה ותקשורת, רשת בריאות חברתית- כמוני

כדי להעריך את תרומתו של המזון שאנחנו אוכלים למאזן האנרגיה בגופנו, אנו מרבים להשתמש בערכו הקלורי. קלוריה מבחינה כימית מחושבת על פי מידת החום שנפלטת משריפתו של המזון. היה מעניין יותר להגדיר מונח של "קלוריה יישומית" אשר ייקח בחשבון את מיכלול המשתנים הקובעים בפועל את ערכה ויישומה האנרגטי של ה"קלוריה" בגופנו.
אחד הגורמים החשובים בניתוח ערכה הביולוגי של הקלוריה הוא לקחת בחשבון לאן תיושם האנרגיה שלה, ויחד עם זאת שאת מידת האכילה שלנו קובעת תחושת השובע ולא מספר הקלוריות, הרי שצריכת המזון ויעילות ניצולו בגוף גם יחד משחקים תפקיד ב"צריכה הקלורית היישומית".

בישול המזון תורם ליעילות הפקת האנרגיה
בכל העולם משקיעים בעיבוד המזון, קיצוצו, בישולו ועוד… ויחד עם זה לא נחקרה ההשפעה של תהליכי הכנת המזון על האנרגיה שאנחנו יכולים להפיק ממנו. זאת למרות שהפקת אנרגיה מהמזון היא הסיבה העיקרית שלנו לאכילה.
חוקרים מהרוורד נתנו במשך 40 יום לשתי קבוצות עכברים סדרת דיאטות שהורכבה מבשר או מבטטות וזאת ב- 4 צורות:
* לא מבושל
* לא מבושל אך חבוט
* מבושל
* מבושל וחבוט
התוצאות – בשר מבושל ובטטות מבושלות נותנות לעכברים יותר אנרגיה מאשר בשר ובטטות לא מבושלים. גם החבטות העלו את הניצול האנרגטי, אך פחות מאשר הבישול.
מזוית אחרת הראו החוקרים שעכברים רעבים העדיפו הרבה יותר בשר מבושל על בשר לא מבושל, מה שמעיד על כך שהעכברים היו מודעים לערך הקלורי המוסף של הבישול.
אלו ממצאים שמעידים על התפתחות בני האדם, אשר ידעו לנצל את הזמינות הגבוהה יותר של המזון הכרוכה בבישול.

דרגת השובע שתארו המשתתפים היתה בהתאמה למה שהם חשבו שהם שתו
אצל אלה אשר חשבו ששתו שייק עתיר קלוריות היתה הירידה בגרלין דרמטית ותלולה, ואילו אצל אלה שחשבו ששתו שייק דל קלוריות היתה הירידה בגרלין איטית יותר

לא כל קלוריה שאנחנו אוכלים אכן נספגת
חוקרים מהשירות לחקר חקלאות של משרד החקלאות האמריקני מצאו, כי ייתכן שבפיסטוקים יש בפועל פחות קלוריות זמינות ממה שקיימות מבחינה כימית.
בניסוי נתנו החוקרים ל- 16 מתנדבים בריאים לאכול 30 גרם אגוזים, כחלק מתזונה מבוקרת, וחישבו את הערך הקלורי באמצעות ההבדלים בהפרשת אנרגיה. הם מצאו כי הערך האנרגטי של מנת פיסטוקים היה נמוך ב- 6% ממה שחושב בעבר (2).
מחקר קודם של חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה מצא, כי פיסטוקים הם חטיף טוב לניהול משקל. המחקר נערך בקרב 52 משתתפים עם משקל עודף או השמנת יתר. כל הנחקרים הקפידו על דיאטה במשך 12 שבועות, במסגרתה אכלו 500 קלוריות פחות ביום. כחטיף, המשתתפים קיבלו פיסטוקים שסיפקו כ- 240 קלוריות, או בייגלה שסיפק כ- 220 קלוריות. התוצאות הראו שהנחקרים בקבוצה שקיבלה פיסטוקים כחטיף עמדו טוב יותר במטרות ההרזיה מאשר בקבוצה שקבלה בייגלה (3).

הטעמים משפיעים על בחירת המזון
חוקרים ממישיגן ניתחו מאתר המירשמים העולמי (http://allrecipes.com) 46000 מירשמים וייצרו מפה כלל-עולמית של טעמים. מפת מירשמים זאת מראה שהנתונים אכן לא זהים בכל מקום בעולם.
נתון מעניין ובולט שנמצא הוא, שהכנת מזון שקל לעכלו מעלה את שעור הבחירה בו, מימצא ששוב תומך בבחירה הטבעית המועדפת של אנשים ביתר זמינות קלורית (4).

כמות החלבון משפיעה על הצריכה הכוללת
שעור החלבון בתזונה משפיע על האכילה הנוספת. בניסוי שנעשה באוסטרליה עם 22 משתתפים רזים נמצא שתזונה בה נכללה ירידה בכלל החלבון בתזונה היומית מ- 15% ל- 10% גוררת עימה עליה ב – 12% בצריכת כלל הקלוריות היומית וכך יכולה להוביל להשמנה (5).

מזונות המעוררים הפרשת סרוטונין
שקדים מגבירים הפרשת סרוטנין וכך מפחיתים את תחושת הרעב.
בניסוי השתתפו 42 מטופלים עם סינדרום מטבולי שכחציים קיבלו מדי יום 30 גרם תערובת של שקדים ואגוזים. בקבוצה שקיבלה שקדים ואגוזים במשך 12 שבועות נמצאה רמה גבוהה יותר של סרוטונין מרמתו אצל המשתתפים שלא קיבלו את השקדים (6). גם המימצאים כאן תומכים בשינוי התפיסה הישנה שכדאי להימנע משקדים ואגוזים עתירי הקלוריות כשרוצים לרזות.

האם ממתיק מלאכותי משפיע על צריכת מזון?
מימצאים מצטברים ממחקרים אפידמיולוגיים או מניסויים בחיות, מראים כי ממתיקים מלאכותיים עלולים לעודד עליה במשקל.
בשימוש במודל חולדות נראות תוצאות ראשוניות המובילות להבנה שנוצר שיבוש באפקטיביות של הקשר בין הטעם המתוק ובין הקלוריות הנספגות המלוות אותו. שיבוש כזה אינו מונע מן החולדות להשיג לעצמן את הקלוריות החסרות משומנים או מפחמימות אחרות ולא-מתוקות שבתזונה.
כך, תזונה עם ממתיק מלאכותי חסר קלוריות גורמת בפועל לשיבוש החלטות ערך קלורי ומתוק ומובילה לצריכת יתר של מזון אחר מכיל קלוריות ולהשמנה (7).

לעיסה מפחיתה צריכת מזון
יחד עם המימצאים שהראו שמשתתפים שמנים נטו ללעוס פחות פעמים ממשתתפים רזים, הרי שגם שמנים וגם רזים, 30 משתתפים, אכלו 12% פחות קלוריות כשנתבקשו ללעוס את המזון 40 פעם לעומת 15 פעמים (8).
ממצא זה נכון גם להשפעת לעיסת מסטיק חסר קלוריות שהוריד חשק לאכילת חטיפים. בניסוי שנערך באנגליה עם 53 נשים נמצאה ירידה של 10% באכילת חטיפים (מלוחים או מתוקים) אחרי שהן לעסו מסטיק לפחות רבע שעה בכל שעה מתוך 3 שעות המעקב (9).

שובע פיסיולוגי ושובע תפיסתי
מטרת המחקר היתה לבחון האם תחושת השובע הפיזיולוגית, כפי שהיא נמדדת דרך הורמון העיכול גרלין, מושפעת מדעתנו על האוכל אותו אנחנו אוכלים.
רמת הגרלין מוגברת כשאנחנו רעבים, כחצי שעה לפני האוכל, ורמתו יורדת אחרי האכילה.
הנבחנים, 48 במספרם ובריאים, קיבלו לשתות שייק בערך קלורי של 380 קלוריות. לחציים נאמר שהם קיבלו משקה עתיר קלוריות – 620 קלוריות ואילו לחציים נאמר שהם קיבלו שייק דל קלוריות 140 קלוריות.
רמות הגרלין, נמדדו בהתחלה, אחרי שעה (לפני השתייה) ואחרי 90 דקות (חצי שעה אחרי השתייה).
התוצאות – דרגת השובע שתארו המשתתפים היתה בהתאמה למה שהם חשבו שהם שתו.
אצל אלה אשר חשבו ששתו שייק עתיר קלוריות היתה הירידה בגרלין דרמטית ותלולה, ואילו אצל אלה שחשבו ששתו שייק דל קלוריות היתה הירידה בגרלין איטית יותר (10).

אוכלים שונה בחברה של גברים או נשים
החוקרים עקבו אחרי 127 סטודנטים שאכלו במסעדת הקמפוס של אוניברסיטת אינדיאנה בזמני ארוחת צהריים וארוחת ערב, במשך עשרה ימים.
בממוצע, כאשר גברים אכלו עם נשים, הגברים נטו לצרוך יותר קלוריות בהשוואה לאלו שאכלו עם גברים אחרים. לעומת זאת, נשים נטו לצרוך פחות כאשר אכלו בחברת גברים בהשוואה לכמות שאכלו בחברת נשים אחרות (11).

ניצול האנרגיה מושפע מעיתוי האכילה
החוקרים בחנו את ההשפעה של זמן ארוחת הערב, שעה מוקדמת או מאוחרת, במחקר קטן שכלל 10 גברים יפנים בריאים, גיל 40.
המשתתפים אכלו ארוחת צהריים וארוחת בוקר למחרת; משתתפים בקבוצת הביקורת אכלו ארוחת ערב בשעה 7:00 בערב ואלו בקבוצת המחקר אכלו ארוחת ערב בשעה 10:00 בערב.
כל הארוחות היו זהות, והמשתתפים אכלו בתא מיוחד, בו נמדדה ההוצאה האנרגטית וניצול האנרגיה.
בקרב אלו שאכלו ארוחת ערב מוקדמת, ממוצע ההוצאה האנרגטית במהלך 23 שעות עמד על 1885 קלוריות; בקרב אלו שאכלו ארוחת ערב מאוחרת, הממוצע עמד על 1837 קלוריות (12).

חימום הבית וניצול האנרגיה
מומחים הציעו הסבר נוסף לתופעת ההשמנה שהולכת ומתעצמת בשנים האחרונות: הזמן שאנו מבלים בחללים מחוממים על-ידי מערכת חימום מרכזית. לדבריהם, השהייה בחדרים המחוממים מונעת מאתנו לשרוף קלוריות בתהליך בו הגוף מחמם את עצמו (13).
ייתכן כי רקמת שומן חומה (brown adipose tissue) שמסוגלת להפוך אנרגיה במהירות לחום מעורבת בתהליך. בניגוד לשומן רגיל, שאוגר אנרגיה מיותרת, שומן חום פועל כתנור פנימי שלשם פעילותו צורך אנרגיה רבה ולכן "שורף" קלוריות רבות, אבל לשם כך יש להפעילו קודם וזאת יכולות לעשות טמפרטורות קרות. אם הגוף כבר חם, אין לו צורך להפעיל את רקמות השומן החומות, ולכן אין צריכה של אנרגיה שנדרשת כדי לווסת את חום הגוף.

המשתתפים קיבלו פיסטוקים שסיפקו כ– 240 קלוריות, או בייגלה שסיפק כ- 220 קלוריות. התוצאות הראו שהנחקרים בקבוצה שקיבלה פיסטוקים כחטיף עמדו טוב יותר במטרות ההרזיה מאשר בקבוצה שקבלה בייגלה

צריכה קלורית זהה – תגובה שונה
מדוע שני אנשים יכולים לצרוך את אותה תזונה מערבית עתירת שומן וקלוריות, כאשר אחד משמין והשני נותר רזה? קבוצת חוקרים מאוניברסיטאות ייל וסינסנטי מציעה תשובה לשאלה. לדבריהם המשקל מושפע מתהליכים שלפני הלידה, במוח המתפתח.
לרשות הקבוצה היו חולדות עם רקע גנטי שונה, ובשל מבנה מוחן שנבדק על ידי החוקרים, הם העריכו מראש מי מהן תשמין ומי לא, לאחר שיחשפו אותן למזון עתיר קלוריות.
אצל החולדות שיתפתחו להיות חולדות שמנות היה כבר מראש שוני במרכז ההזנה במוח: הנוירונים האמורים לסמן מתי אכלת מספיק ומתי ל"שרוף" את הקלוריות הם נרפים יותר, בגלל שהם מעוכבים על ידי תאים אחרים במוח. לעומתם, אצל החולדות שהן עמידות להשמנה, נוירונים אלה הרבה יותר פעילים והם מאותתים בזריזות מתי להפסיק לאכול. החוקרים מציעים כי נראה שהחיווט הבסיסי הזה של המוח הוא גורם מכריע בנטייה הגנטית של אדם להתפתחות השמנת יתר (15).

גובה גיאוגרפי וניצול קלורי
ידוע כבר שבגובה מרזים. בניסוי הנוכחי רצו לבחון רק את השפעת הגובה (רמת חמצן נמוכה), ולכן הביאו לשבוע 30 משתתפים שמנים (גיל ממוצע 56, BMI ממוצע 34) ממינכן אל הר אלפי גבוה 2650 מ'. לא הגבילו את המשתתפים במזון אלא בתנועה, ועקבו אחריהם כולל חודש בביתם לאחר שחזרו מההר. הגברים שהיו על ההר רזו בשבוע כמעט 2 ק"ג וגם לאחר חודש בביתם עדיין היו רזים בכ- 1 ק"ג לעומת זמן תחילת הניסוי.
במעקב נמצא כי על ההר נטו המשתתפים לאכול פחות, למרות שהיו יותר פעילים בהשוואה לפעילותם בבית. בנוסף נמצא כי על ההר היה המטבוליזם מהיר יותר למרות שהוגבלו בתנועה.
כשחזרו לביתם עדיין קצב המטבוליזם היה מהיר יותר, הם שרפו יותר קלוריות ויכולת הפעילות הגופנית עלתה (מבחן 6 דקות הליכה). רמות הלפטין עלו ורמות הגרלין ירדו. נראה ששבוע על ההר "הצית" את המטבוליזם (BMR יותר גבוה) ועשה את ההתעמלות קלה יותר לאנשים (16).

היפוגליקמיה ורעב
כשרמת הגלוקוז יורדת במח, מזון עתיר קלוריות נראה יותר מפתה.
חוקרים מאוניברסיטת ייל בחנו את מיפוי המח כשרמות הגלוקוז ירדו והראו כי איזור ריגשי ואימפולסיבי בו מאבד את יכולתו להפחית את ההשתוקקות למזון עתיר קלוריות. הקורטקס הקדם-חזיתי במח מגיב דרמטית לריכוז הגלוקוז המגיע אליו.
החוקרים שינו את רמות הגלוקוז ישירות דרך הוריד, בחנו את רמת הגלוקוז בדם והראו למשתתף תמונות של אוכל עתיר קלוריות, דל קלוריות או תמונות שאינן מזון. בכל המצבים נסרק המח ב- fMRI.
כשרמת הגלוקוז ירדה, איזור ההיפותלמוס במח חש את השינוי. איזורים אחרים (Insula ו- Striatum) הקשורים עם פיצוי הופעלו, ואלה מגבירים את הרצון לאכול. קורטיזול מפעיל את האיזורים האלה בגלל הסטרס המלווה את ירידת רמת הגלוקוז.
התגובה הבולטת ביותר לירידה ברמות הגלוקוז נראתה בקורטקס הקדם-חזיתי, ברמות גלוקוז נמוכות הוא מאבד מיכולתו לעצור את הסיגנלים הדחופים לאכילה שמיוצרים ב- Striatum.
איבוד יכולת זאת היתה במיוחד דרמטית אצל שמנים בזמן שהתבוננו במזון עתיר קלוריות, כך שאין זה מפתיע שהם לא יכולים לעמוד בפני אכילת יתר בייחוד כשהם רעבים (17).

References:
1. Energetic consequences of thermal and nonthermal food processing. Proc Natl Acad Sci U S A. 2011 Nov 7.
2. Recipe Networks Reveal Human Taste Preferences. Network science is revolutionising the future of food MIT, Technology Review, Nov 18, 2011.
3. Measured energy value of pistachios in the human diet. Br J Nutr. 2011;28:1-6.
4. Pistachio nuts reduce triglycerides and body weight by comparison to refined carbohydrate snack in obese subjects on a 12-week weight loss program. J Am Coll Nutr. 2010;29:198-203.
5. Testing protein leverage in lean humans: a randomised controlled experimental study. PLoS One. 2011;6(10):e25929.
6. Metabolomics Unveils Urinary Changes in Subjects with Metabolic Syndrome following 12-Week Nut Consumption. J Proteome Res. 2011 Sep 29.
7. Intake of high-intensity sweeteners alters the ability of sweet taste to signal caloric consequences: implications for the learned control of energy and body weight regulation. Q J Exp Psychol (Hove). 2011;64:1430-41.
8. Improvement in chewing activity reduces energy intake in one meal and modulates plasma gut hormone concentrations in obese and lean young Chinese men. Am J Clin Nutr. 2011 Sep;94(3):709-16.
9. Effects of chewing gum on short-term appetite regulation in moderately restrained eaters. Appetite. 2011 Oct;57(2):475-82.
10. Mind over milkshakes: mindsets, not just nutrients, determine ghrelin response.
Health Psychol. 2011 Jul;30(4):424-9; discussion 430-1.
11. Impact of Group Settings and Gender on Meals Purchased by College Students
J Applied Social Psychology, 2011 Sept;41(9):2268-83.
12. Light at night increases body mass by shifting the time of food intake. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010;107:18664-9.
13. Could increased time spent in a thermal comfort zone contribute to population increases in obesity? Obes Rev. 2011 Jul;12(7):543-51.
14. Synaptic input organization of the melanocortin system predicts diet-induced hypothalamic reactive gliosis and obesity. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010;107:14875-80.
15. Hypobaric Hypoxia Causes Body Weight Reduction in Obese Subjects
Obesity (Silver Spring). 2010;18:675-81.
16. Circulating glucose levels modulate neural control of desire for high-calorie foods in humans. J Clin Invest. 2011;121:4161-69